折流擋板

管殼式熱交換器由殼體、換熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成（如圖）。其中折流板是為了提高管外流體流速，迫使流體按照規定路程折流多次而安裝在殼體內壁上的平行隔板。如圖中4所指，為折流板。

基本介紹

• 中文名：折流擋板
• 形式：單弓形、雙弓形、圓盤形等

概念

折流擋板是安裝在管殼式熱交換器殼體內壁上的平行隔板。折流板是管殼式熱交換器中的重要組成部分。它的設定可以提高熱交換器的傳熱效果，也可以對於換熱管（臥式）有一定的支撐作用。設定折流板，也有利於換熱管的安裝。

折流板的作用

1. 延長殼程介質的流道長度，增加管間流速，增加湍流程度，達到提高熱交換器的傳熱效果的目的。
2. 設定折流板對於臥式熱交換器的換熱管具有一定的支撐作用。當換熱管過長，而管子承受的壓應力過大的時候，在滿足換熱器管程允許的壓降的情況下，增加折流板的數量，減小折流板的間距，對緩解換熱管的受力情況和防止流體流動誘發振動有一定的作用。
3. 設定折流板有利於換熱管的安裝。

折流板形式及其優缺點

折流板類型	圖示	優點	缺點
單弓形折流板		傳熱效率高；價廉；易於生產	壓力降最高；不適用於高粘度流體
雙弓形折流板（用於殼體直徑較大，須減小流體阻力，避免形成死區的情形）		壓力降較雙弓形折流板小	傳熱效率比雙弓形折流板低
三弓形折流板（用於殼體直徑較大，須減小流體阻力，避免形成死區的情形）		壓力降較雙弓形折流板小	傳熱效率比雙弓形折流板低
弓形區不排管（一般在考慮管子振動破壞因素時候考慮）		所有的管子都得到支撐，減小管子 振動；比單弓形折流板更加有效的將壓力降轉移到熱傳遞	需要較小的管束或更大的殼體；殼徑增大導致費用增加
孔式折流板		流體穿過折流板孔和管子 的縫隙流動，以增加傳熱效率	壓力降較大；僅適用於較清潔液體
折流桿		流體縱向穿過折流桿與換熱管之間的間隙，壓力降小；能有效的將壓力降轉移到熱傳遞；為換熱管提供支撐	要求流量大；管子排列方式少
螺旋形折流板; （用於殼程流體含有固體顆粒的場合。殼程流體在折流板間螺旋形流動，固體顆粒不易沉澱，利於傳熱）		殼側不易結垢；壓力降和傳熱效率適中；減小或消除滯流面積；減小或消除管子振動	不易製造。設計方法沒有標準化；質量流量較大時管束和殼體之間的旁路流較大
圓環形折流板; （是由大直徑的開孔圓板和小直徑的盤板交錯排列組成）		徑向對稱流分布；減小旁路流；在相同壓力降下。傳熱效率比雙弓形折流板好；適用於氣-氣場合	造價比傳統雙弓形折流板高；與三角形正方形排管方式相比，徑向排列製造方法不常見；管子徑向排列時，靠近殼體的角度間隙要比靠近中間的管子大，這就需要在徑向排管間增加額外的非徑向排列
矩形折流板; （是由有矩形孔的大圓板和矩形擋板交錯排列而成）		矩形折流板有豎放和橫放兩種形式，豎放用於殼程介質是液相或有冷凝液的情況；橫放用; 於殼程是氣相。	做工複雜，成本較高

折流板尺寸

弓形折流板缺口 為0.2~0.45倍的殼程圓筒直徑，缺口大小應使流體通過缺口與橫過管束的流速相近。弓形折流板缺口弦高度h、弦長l、殼體內徑D_i、折流板間距B、弓形面積a_f、圓面積a_T之間的關係圖如圖1。

圖1 弓形板主要尺寸關係圖

（1）厚度

其值決定於它所支撐的重量，即與殼體直徑和板間距相關。最小厚度由殼體公稱直徑和換熱管無支撐跨距按圖2選取。一般不做強度計算，折流板過厚造成總重增加，材料浪費。

圖2 折流板或支撐板的最小厚度

（2）管孔

其大小對傳熱性能、機械性能和加工製造都有影響。管孔大則因間隙大而降低傳熱效果，換熱管易振動。因此需要確定一個合適的間隙表，圖3列出換熱管折流板和支持板的管孔直徑及允許偏差。

圖3

（3）間隙

指折流板外徑與殼體內徑之間的間隙。間隙小則裝配困難，間隙大又影響傳熱。折流板自身強度降低，但加工方便。故管孔應綜合考慮，GB151給出具體尺寸。

（4）間距

管束兩端的折流板儘可能靠近殼程出口接管，其餘折流板宜按等間距布置。折流板間距應根據殼程介質的流量、粘度確定。一般折流板應在換熱管的有效長度上等間距布置。間距過大或過小均不好，一般最小不得小於D_i/5，且不得小於50mm。換熱管直管的無支撐跨距不應大於圖4的規定。流體脈動場合，無支撐跨距儘可能減小，或改變流動方式防止管束振動。

圖4

（5）缺口布置

對於臥式熱交換器，殼程為單相清潔液體時，折流板缺口應在水平上下布置。若氣體中含有少量液體時，則在缺口朝上的折流板最低處開設通液口，見圖5（a）；若液體中含有少量氣體，則應在缺口朝下的折流板最高處開通氣口，見圖5（b）。臥式熱交換器的殼程介質為氣液相共存或液體中含有固體顆粒時，折流板缺口應垂直左右布置，並在折流板最低處開通液口，見圖5（c）。

圖5

弓形折流板的缺口宜使剩餘管孔弓形高小於或等於d₀/2，見圖6，或切於兩排管孔的孔橋之間。

圖6

U形管的尾部最大無支撐跨距：U形管換熱器中，靠近彎管起支撐作用的折流板，如圖7所示，結構尺寸A+B+C之和不大於圖4種最大無支撐跨距，超過時，應在彎管部分加特殊支撐。

圖7